Las células madre mesenquimales activadas mediante radiación podrían servir para el tratamiento del shock séptico y la neumonía causada por el coronavirus

Científicos de la Universidad de Granada y del Hospital Universitario Virgen de las Nieves de Granada han apuntado que una combinación de células madre mesenquimales (MSCs, por sus siglas en inglés) en su estado basal y otras activadas mediante radiación podría servir para el tratamiento del shock séptico y de la neumonía relacionada con la infección por SARS-CoV-2, el coronavirus que causa la COVID-19.

Imágenes SEM de unas célula madres mesenquimales en cultivo. B) 1. Imagen de microvesícula (diámetro 460 nm) y 2. conjunto de exosomas (diámetro medio 140nm) secretados por las células MSCs: Las imágenes se obtuvieron con un microscopio de barrido de alta resolución (HRSEM), AURIGA Carl Zeiss SMT.

Este trabajo (referencia 1), basado en otros previamente desarrollados en el Centro de Investigación Biomédica de la UGR, el Instituto de Parasitología y Biomedicina Lopez-Neyra y el Hospital Virgen de las Nieves de Granada (referencias 2 y 3), “queda aún lejos de poder ser aplicado en pacientes enfermos por razones científicas y éticas”, según advierten los propios investigadores, ha sido publicado en la revista Cells.

Las MSCs son un tipo de células madre, presentes en una amplia variedad de tejidos (médula ósea, sangre y tejido del cordón umbilical, piel, tejido graso o muscular…) y capaces de producir distintas células especializadas que se encuentran en los tejidos del cuerpo humano. Por ejemplo, se pueden diferenciar (o especializar) en células de cartílago (condrocitos), células óseas (osteoblastos) y células grasas (adipocitos).

Ante la pandemia de COVID-19, numerosos grupos de investigadores en todo el mundo creen que es posible aumentar la resistencia biológica de las personas al SARS-CoV-2 utilizando los procedimientos terapéuticos que se basan en el uso de las células madre mesenquimales. En la actualidad, son muchos, también, los ensayos clínicos que están en marcha para comprobar los resultados de esta terapia celular en pacientes con COVID-19.

En trabajos anteriores (referencia 2), los científicos de la UGR, pertenecientes al Centro de Investigación Biomédica (CIBM), han demostrado que la combinación de radioterapia y células madre mesenquimales activadas con radiación reduce espectacularmente el tamaño de tumores implantados en modelos murinos de investigación (cepas de ratones), tanto en el tumor irradiado como en sus metástasis.

“Estos hallazgos nos han llevado a concluir que las células mesenquimales activadas con radiación potencian la acción de la radioterapia a través de la secreción de micro-vesículas y proteínas al medio extracelular desde el que, libres o encapsuladas en pequeñísimas estructuras denominadas exosomas, llegan a las localizaciones tumorales situadas a distancia del tumor irradiado para ejercer potentes efectos antitumorales”, explica José Mariano Ruiz de Almodóvar.

Radiosensibilización tumoral

Entre las sustancias secretadas por las células mesenquimales activadas, los investigadores han podido identificar a los exosomas cargados con Anexina A1, como elementos potencialmente responsables de la radiosensibilización tumoral.

La proteína anexina A1 está siendo ampliamente estudiada en situaciones de infección, inflamación e hipoxia, y sus aplicaciones terapéuticas han sido extensamente documentadas por los investigadores del trabajo (referencia 1).

Conociendo las propiedades farmacológicas de la Anexina A1y las funciones de reparación de epitelios y endotelios, que son características de las células mesenquimales, “creemos que la combinación de sus distintas acciones puede ser de la mayor importancia en el tratamiento del shock séptico y de la neumonía relacionada con la infección por SARS-CoV-2.”, explica Ruiz de Almodóvar.

Por eso “hemos anticipado que la administración simultánea de ambos tratamientos (células mesenquimales en estado basal y células mesenquimales activadas mediante radiación) puede facilitar el control del proceso infeccioso y de la inflamación en el pulmón, ya través del transporte de los exosomas por la sangre y la linfa, resolver o mitigar los problemas de coagulación intravascular diseminada y sepsis, causantes del síndrome de disfunción multiorgánica que amenaza la vida de los pacientes severamente afectos de COVID-19”.

Los investigadores de la UGR y del Hospital Virgen de las Nieves inciden en que estos resultados “son simplemente una hipótesis y es necesario realizar más trabajo experimental y conseguir la aprobación oficial del tratamiento para poder confirmarla. Pero, una vez que se tenga la certeza que el tratamiento con células madre mesenquimales activadas con radiación es seguro y eficaz, se podrá aplicar esta terapia celular con propósitos potencialmente curativos, en pacientes afectos de COVID-19”.

Referencias bibliográficas:

1. Rationale for the Use of Radiation-Activated Mesenchymal Stromal/Stem Cells in Acute Respiratory Distress Syndrome, Tovar, J.J. López-Peñalver, Rosa Guerrero, José Expósito, J.M. Ruiz de Almodóvar:Cells, 9, 2015, (2020); doi:10.3390/cells9092015
2. V. de Araújo Farias, F. O’Valle, S. Serrano-Saenz, P. Anderson, E. Andres, J. Lopez-Penalver, I. Tovar, A. Nieto, A. Santos, F. Martin, J. Expósito, F. J. Oliver and J. M. Ruiz de Almodóvar: Exosomes derived from mesenchymal stem cells enhance radiotherapy-induced cell death in tumor and metastatic tumor foci. Mol Cancer, 17(1), 122 (2018); doi:10.1186/s12943-018-0867-0
3. V. de Araujo Farias, I. Tovar, R. Del Moral, F. O’Valle, J. Expósito, F. J. Oliver and J. M. Ruiz de Almodóvar: Enhancing the Bystander and Abscopal Effects to Improve Radiotherapy Outcomes. Front Oncol, 9, 1381 (2019); doi:10.3389/fonc.2019.01381